太原市杨家堡污水处理厂提标改造分析与探索

刘大瑞

（山西黄河呼延建设工程有限公司，山西 太原 030023）

当今社会水环境污染已成为我们必须面对并要加以解决的重大课题，近年来，随着我市经济的不断发展，城市基础设施建设逐步完善，对污水排放标准提出了更高的要求。2020 年山西省相关部门出台《山西省黄河（汾河）流域水污染治理攻坚方案》，要求汾河流域国考断面全面消除劣V 类，之后要求稳定达标。目前，太原市已如期实现了国考断面全面消除劣V 类的目标，但仍存在雨天初期雨水污染和截流混合雨水溢流等问题。为进一步改善汾河流域水环境，减少污水处理厂污染物排放对水体的影响，可逐步提升现状已建成污水处理厂出水标准。本文以太原市杨家堡污水厂为例，提出相关工艺改造方案。

1 污水处理厂现状及出水水质执行标准

1.1 概况

杨家堡污水处理厂始建于上世纪80 年代，全厂占地15.3 hm2。主要承担着该河东区域学府街以北城区生活污水处理任务。现状处理工艺为改良活性污泥法，设计规模16 万m3/d，部分出水用作学府公园景观补充用水以及汾河景区绿化补充用水等，剩余出水通过排入汾河东暗涵，最终汇入汾河。

1.2 出水水质执行标准

杨家堡污水处理厂出水水质执行山西省《污水综合排放标准》（DB14/1928-2019），其要求高于国标一级A 标准。该厂出水化学需氧量（COD）、氨氮（氨氮）、总磷（TP）3 项指标达到地表水环境质量V 类标准，因此也简称“类V 类”。其他指标执行一级A标准。

设计出水水质表

1.3 工艺流程

工艺流程见图1。

图1 工艺流程

2 其他城市污水处理建设标准情况

近年来，北京、天津等多个城市以国家一级A排放标准为基础，相继制定了更为严格的污水处理地方标准。其中北京市《城镇污水处理厂水污染物排放标准》（DB11/890-2012）分为B 标准（业界称准Ⅳ类标准）和A 标准（业界称准Ⅲ类标准），具体控制指标如下：

序号基本控制项目A 标准（准Ⅲ类）B 标准（准Ⅳ类）1 pH（无量纲）6～96～9 2 化学需氧量（COD）2030 3 生化需氧量（BOD5）46 4 悬浮物（SS）55 5 动植物油0.10.5 6 石油类0.050.5 7 阴离子表面活性剂0.20.3 8 总氮（以N 计）1015 9 氨氮（以N 计）①1.0（1.5）1.5（2.5）10 总磷（以P 计）0.20.3 11 粪大肠菌群数（个/L）5001 000注①：每年12 月1 日至次年3 月31 日执行括号内的排放限值。

京B 标准（准Ⅳ类）出水主要回供河道类景观用水和城市杂水。目前，北京市大部分污水处理厂的出水执行此标准；

京A 标准（准Ⅲ类）出水可排入地表水Ⅱ、Ⅲ类水体（饮用水源地标准），作为再生水可回供用于湖泊类和湖景类景观水体。目前，北京门头沟等少数污水厂执行此标准。

3 污水处理厂提标方案

参考目前国内其他高于国标一级A 的准Ⅳ类、准Ⅲ类污水排放标准，并结合山西省《污水综合排放标准》（DB14/1928-2019）和《地表水环境质量标准》（GB3838-2002），太原市城市污水处理厂提标改造执行准Ⅳ类、准Ⅲ类污水排放标准可对标北京地标（DB11-890-2012）的B 标准和A 标准，主要三项指标如下：

准Ⅳ类出水标准主要指标表

3.1 杨家堡污水处理厂提标改造方案

3.1.1 现状设计进水水质及实际运行水质分析

2021 年，杨家堡污水处理厂实际进水水质及设计进水水质情况如下：

项目COD BODSS氨氮TPTN 90%涵盖率/（mg/L）41131235243.96.5962.2进水平均值/（mg/L） 32621822535.25.1252.9一级A升级改造工程设计进水水质/（mg/L）50025022049656

指标都呈现出正常市政生活污水的特点。90%涵盖率下化学需氧量（COD）、氨氮浓度低于一级A升级改造工程的设计进水水质，BOD、TP、SS、TN 较设计值大。

3.1.2 现状出水水质标准及实际运行水质分析

2021 年，杨家堡污水处理厂实际出水水质情况如下：

项目COD BODSS氨氮TPTN出水平均值/（mg/L） 19.99 2.19 5.100.560.0810.48出水最大值/（mg/L） 35.00 8.78 10.00 3.961.2619.60提质增效设计出水水质/（mg/L）40101020.415准V 标准的达标率100% 100% 100% 99.48% 99.48% 98.97%

由上表可得，出水CODCr、BOD5、SS 可实现100%准Ⅴ类达标。氨氮、TP、TN 除个别点外，基本可达到准Ⅴ类标准。经调研，该厂受二沉池面积所限，冬季会出现污泥膨胀上浮现象，转盘过滤池运行效果不佳。目前的冬季出水基本达标是通过降低运行负荷、投加硝化菌实现的。

3.2 准Ⅳ类提标思路

3.2.1 减产方案

综合分析现状杨家堡污水处理厂进水水质、各工艺段水力停留时间、出水水质等情况，拟通过减产降低负荷来实现准Ⅳ类达标，从现状规模16 万m3/d降至13 万m3/d，可充分保证各工艺段水力停留时间，增加生物池微生物浓度，更高效降解COD、BOD 等有机物。

3.2.2 增加工艺措施方案

在保持设计规模不变的情况下，为保证出水SS达标，将现状转盘滤池拆除，新建1 座高效纤维滤池，拆改中间提升泵房及深度处理加药间；预留粉碳投加装置位置。

3.3 准Ⅲ类提标方案

结合现状进、出水水质和出水标准，在提质增效工程基础上，厂内空地新建气浮池、臭氧高级催化氧化池、臭氧制备间、液氧站，将现状二期生物池改造为MBBR 生物池，改造中间提升泵房，拆改水源热泵间和工艺管道。

改造后污水处理工艺为：A2/O（1 座A2/O 池，两座MBBR 池）+磁混凝澄清+转盘滤池+气浮+臭氧高级催化氧化。

4 社会效益与经济效益

太原市杨家堡污水处理厂采用Ⅳ类标准提标改造，增加建设及运行成本合计约0.16 元/吨，但出水水质将进一步提高，借鉴北京市污水厂出水水质标准，及再生水回用于景观水体的案例，该厂出水可加大回用于太原市学府公园、南部龙城公园等水量，进一步增加污水厂周边市政杂用水的水量，从而减少对自来水的用量。进一步减少尾水排水汾河的水量。

太原市杨家堡污水处理厂若采用Ⅳ类标准提标改造，增加建设及运行成本合计约0.48 元/吨，增加成本偏高，暂不建议实施。

5 结语

该文通过对杨家堡污水处理厂现状、提标必要性、提标方案等进行了分析，充分论证了污水厂实施提标的可操作性，为将来其它城市生活污水厂提标改造奠定了良好的基础，同时污水厂的提标将进一步促进再生水的回用，水质提高后可回用工业企业、景观、市政杂用水等多个方向，进一步丰富我市多质供水，缓解太原市水资源短缺的状况，改善太原市的生存环境。